1.Предмет и задачи геодезии.

Гл. задача геодезии - определение формы и размеров Земли, ее гравитационного поля.

Практические задачи:

1)Определение положения отдельных точек на земной поверхности в выбранной системе координат.

2)Составление карт и планов местности.

3)Выполнение измерений на земной поверхности и под Землей необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений и освоение ресурсов.

4)Обеспечение данными нужд обороны страны

Разделы:

1)Высшая геодезия(изучает фигуру земли и ее внешнее поле.

2)Типография(способы изучения в деталях земной поверхности и изображение ее на картах и планах.

Обработка снимков - фотограмметрия.

3)Инженерная геодезия разрабатывает методы геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений, установления специального оборудования.

2.Понятие о форме Земли.

Земная ось – воображаемая линия, вокруг которой Земля совершает свое суточное вращение, совпадает с малой осью вращения эллипсоида и пересекает поверхность Земли в двух точках, называемых полюсами.

Продолжение земной оси своим северным концом в мировое пространство проходит вблизи полярной звезды.

Плоскость, перпендикулярная к отвесной линии и касательная к уровенной поверхности в данной точке, называется горизонтальной плоскостью или горизонтом этой точки.рственного планирования, сооружений, трубопроводов и т. й и деятельности человека в област

Проекция любой линии на эту плоскость называется горизонтальным проложением, а угол наклона между этой линией и ее горизонтальным проложением называется углом наклона этой линии к плоскости, а угол между перпендикуляром к этой плоскости и линией называется зенитным расстоянием.

Истинный или географический меридианы точек земной поверхности называются дуги эллипса, которые образуются при пересечении Земли плоскостью, проходящей через эту точку и земную ось.

Экватор – окружность большого круга на земной поверхности, образующаяся от пересечения Земли плоскостью, проходящей через центр Земли и перпендикулярной земной оси.

Параллели – окружности малых кругов , пересекающих земную поверхность параллельно экватору.

29% - суша

71% - водная поверхность

510 млн.км² – поверхность Земли

3800 м – водные глубины от уровня мирового океана

875 м – самая высокая точка суши (над уровнем моря)

Уровенная поверхность

Основным свойством является то, касательная в каждой точке этой поверхности перпендикулярна к отвесной линии. Отвесная линия – линия, совпадающая с вектором силы тяжести в каждой конкретной точке поверхности Земли.

Понятие об уровенной поверхности, ограничивающей Землю можно получить, представив ее как поверхность воды мирового океана в состоянии полного штиля, продолженного под материками, разделяющими водное пространство. Именно эта уровенная поверхность принимается за основную, а тело, ограниченное этой поверхность, называется геоидом

Часто под геоидом понимают уровенную поверхность, проходящую через конкретную точку береговой линии (поверхности воды, а не земли, в каждой отдельной стране). В России за точку отсчета высот принимают уровень Балтийского моря.

Поверхность геоида выпукла во всех точках и перпендикулярна к отвесной линии каждой конкретной точки. Из-за неравномерного распределения масс геоид не имеет правильной формы, поэтому его заменяют, более строгими простыми геометрическими моделями, пригодными для практических расчетов. Первым, более крупным приближением, является сфера. Если пренебречь случаем сжатия Земли на полюсах, то можно принимать, что можно принимать, что отвесные линии пересекаются в центре и примерно параллельны (на расстояниях не более 10 км). Участок до 100 км² можно считать горизонтальным.

Основные параметры такого расчета:

1. R_ср = 6371,210 км

2. R = 6356,830 км

3. R_экв = 6378,243 км

Эти параметры используются в навигации. Кроме числовых параметров ставятся 2 условия:

1. Объем такого сфероида должен быть равен объему эллипсоида

2. Площадь поверхности сфероида должна быть равна поверхности эллипсоида

Более точная фигура – эллипсоид вращения. Эта фигура по своим параметрам и положениям в теле Земли наиболее точно описывает поверхность геоида и называется Земным эллипсоидом.

Изучение фигуры Земли заключается в определении параметров Земного эллипсоида и его положения в теле Земли, т.е. выбирается эллипс со следующими параметрами:

1. Центр эллипсоида должен совпадать с центром масс Земли,

2. Объемы равны,

3. Площади экваторов равны,

4. Сумма квадратов отклонений эллипсоида должна быть наименьшей.

Различие между эллипсоидом и геоидом характеризуется отклонением от веса. Это угол между вектором силы тяжести и нормалью к поверхности эллипсоида. Уклонение от веса характеризует наклон геоида относительно поверхности эллипсоида (“+” или “-“). Отклонение эллипсоида от геоида по высоте называется ондуляцией.

Основные параметры эллипсоида:

1. полярное сжатие (a-b)/a,

2. большая и малая полуоси (a и b),

3. эксцентриситет √(a² – b²)/a

Определение размеров земного эллипсоида, (полностью) приближенных к фигуре Земли, невозможно. Поэтому в разных странах геодезические измерения относят к оптимальным параметрам этой страны.

Эллипсоид с размерами, к поверхности которых относят все результаты геодезических работ, называют референс-эллипсоидом. В России референс-эллипсоидом принят эллипсоид Кросовского (двухосный):

a = 6378,245,

b = 6356,863,

Ондуляция не превышает 100 – 150 м,

Более современной моделью является трехосный эллипсоид Кросовского, который используют в высшей геодезии (Ондуляция <100м).

Ориентировано в теле Земли референс-эллипсоид характеризуется исходными датами.

Исходные даты – координаты начального пункта, которые принимаются за начальные при расчете координат всех других пунктов на поверхности этого эллипсоида.

Характеристики исходных дат:

B_о – широта

L_о – долгота

A_о – азимут

В России исходная дата находится в Пулково в центре круглого зала в обсерватории. Его координаты: B_о = 59^о46’18,15’’, L_о = 30^о19’42,09’’. Ондуляция в этой точке равна 0.